电视显微镜

电视技术的发展，使我们能够把光学显微镜和电视的摄象——显象技术结合在一起。这样，在五十年代中叶，就产生了电视显微镜。

电视显微镜有很多优点，其中最重要的是能够提高图象的对比度，或者说使图象中的黑白更为分明。这样，看起来就更清楚了。

大多数的生物学标本对光的吸收都很弱。因此用普通光学显微镜所看到的图象，其对比度很小，图象很模糊。为了提高对比度，需要把标本染上颜色。但是这样一来，在很多细胞中都产生了不可逆过程而使细胞死亡。结果我们看到的已经不是活的细胞，而是它们的“尸体”了。

生物标本吸收紫外线的能力比较强，因而用紫外线来作很微镜的照明，能够提高图象的对比度。另外，由于紫外线的波长比光线短，所以利用紫外线的显微镜，其分辨细节的本领也较高，或者说是能够看到更小的物体。但是，由于人眼看不见紫外线，所以就需要给紫外线显微镜加装一套复杂的照象设备。利用紫外线照象法时，实验需要用很长的时间，而且不可能连续观察活细胞或活组织的变化和发展。照象实际上是在“盲目”的条件下进行的。照象时所用的紫外线较强，也会使活细胞很快死亡。然而，观察活细胞中的各种变化过程却是很重要的。

利用对紫外线辐射灵敏的电视摄象管，并把它和光学显微镜结合起来，就可以在紫外线很弱的条件下，在电视显象管的屏幕上得到对比度很好并有足够亮度的标本图象。

图1所示的是一种电视显微镜和它的方框图。1 是紫外线照射源，2是生物标本，由光学显微镜3得到的标本光象聚焦到电视摄象管4上，在摄象管中把光象变换为电象（视频信号）；视频信号经预放器5放大，进入非线性放大器6，然后在电视显象管7中还原成为图象，在屏幕上显示出来。摄象管和显象管中图象的扫描是由同步装置8来保持同步。

在电视显微镜中，对比度的提高是由于采用了非线性视频放大器6。这个放大器具有特殊的振幅特性，如图2所示。这个特性曲线是可以调节的，通过适当的方法可以改变O、A、B、C四个点的位置。如果视频放大器输入的信号幅度等于OA\(_{1}\)，由它被放大得不多，在输出端上得到幅度为OA2的信号。如果输入信号幅度落在A\(_{1}\)B1区间内，这个信号就会得到很强的放大。所研究的物体在没有染色的情况下，它的视频信号比杂波大不了多少。但是我们可以这样选择放大器的幅度特性：使杂波幅度落在OA\(_{1}\)区间内，而使比杂波幅度稍大的信号幅度落在A1B\(_{1}\)区间内。这样就可以相对地增强有效信号，削弱杂波的不良影响，从而大大地提高图象的对比度。

从图3的照片中，可以看到当利用电视显微镜时，不染色标本的图象质量有所提高。左面一张照片是在利用普通的透射式光学显微镜的情况下拍得的。灰色的背景是由于标本的光学对比度不良而造成的。右面的一张照片是利用电视显微镜时拍得的。由于杂波通不过视频放大器，灰色的背景消失了，于是就提高了图象的对比度。（周元培、袁传证节译自苏联“无线电”杂志1962年第7期“细胞显示了秘密”一文）